cara kerja cooling tower

Cara Kerja Cooling Tower yang Harus Anda ketahui

Menara pendingin atau cooling tower merupakan salah satu alat yang bisa dijumpai di pabrik kimia. Dengan cara kerja cooling tower bisa sebagai penyedia media dingin. Sebagai media pendingin, terdapat macam-macam alat yang menggunakan cooling tower, seperti chiller, heat exchanger, kompresor, dan pompa.

Di dalam cooling tower terdapat dua hal, yaitu air dan udara. Keduanya dipertemukan secara langsung sehingga terjadilah proses perpindahan panas yang berasal dari air ke udara. Pabrik yang menggunakan berbagai macam alat membutuhkan cooling tower dan tidak akan beroperasi tanpa menara pendingin.

Pengertian Cooling Tower dan Prinsip Kerjanya

Cooling tower merupakan alat pendingin yang digunakan sebagai pemindah kalor buangan menuju atmosfer. Cooling tower biasa digunakan sebagai pendingin air yang dialirkan di pabrik kimia, pusat pembangkit listrik, dan kilang minyak. Proses pendinginan dari alat ini adalah dengan menggunakan proses kontak antara air dan udara atau penguapan air.

Jenis-Jenis Cooling Tower

Menara pendingin atau cooling tower memiliki dibuat ke dalam beberapa jenis. Setiap jenis yang ada juga tersedia dengan berbagai model. Jenis-jenis dari cooling tower antara lain:

  1. Cooling Tower Natural Draft

Cooling tower natural draft menggunakan perbedaan suhu antara udara yang lebih panas dan udara ambien di dalam menara. Saat udara panas menuju ke atas melalui menara, udara segar dan dingin disalurkan ke menara lewat saluran udara masuk yang terdapat di bagian bawah. Proses ini tidak membutuhkan kipas dan hampir tidak ada sirkulasi udara panas yang bisa mempengaruhi kinerja.

Konstruksi beton yang biasa digunakan untuk dinding cooling tower memiliki ketinggian hampir mencapai 200 m. Cooling tower tersebut kebanyakan hanya digunakan pada jumlah udara panas yang besar, sebab struktur beton ukuran besar cukup mahal.

Terdapat dua jenis natural draft, yaitu menara aliran melintang yang mengalirkan udara melintasi air yang jatuh dan bahan penngisi terdapat di luar menara. Kemudian ada menara dengan aliran berlawanan arah yang menghisap udara lewat air yang jatuh dank arena itu bahan pengisi berada di bagian dalam menara, meski desain tergantung kondisi tempat yang spesifik.

  1. Cooling Tower Draft Mekanik

bagian bagian cooling tower

Cooling tower jenis ini memiliki kipas besar untuk mengalirkan atau mendorong udara melalui air yang disirkulasi. Air jatuh di atas permukaan bahan pengisi dan membantu meningkatkan waktu kontak antara udara dan air, dan hal ini membantu memaksimalkan perpindahan panas antar keduanya. Laju pendinginan menara jenis ini tergantung pada banyak parameter seperti besarnya kipas dan kecepatan operasi, bahan pengisi sebagai tahanan sistem dan lain-lain.

Tower draft mekanik tersedia dalam range kapasitas besar. Tersedia bentuk rakitan pabrik atau dibangun di lapangan, contohnya adalah menara beton yang hanya bisa dibuat di lapangan.

Banyak juga tower yang sudah dibangun dan bisa digabungkan sehingga mendapatkan kapasitas yang sesuai. Jadi, banyak cooling tower yang berbentuk rakitan dari dua atau lebih cooling tower individu atau sel. Jumlah yang dimiliki, misal sebuah tower memiliki delapan sel, maka namanya sesuai dengan sel yang dimiliki, bisa berupa bundar, segi empat, atau garis lurus tergantung bentuk dan tempat saluran udara masuk pada sisi atau bawah sel.

  • Induced draft

Induced draft dengan aliran counterflow memiliki keuntungan desain dengan semprotan air yang membuat distribusi air di dalam tower lebih merata. Luas permukaan air yang disemprot menjadikan transfer panas jadi lebih efisien.

Sedangkan kerugiannya adalah biaya awal dan jangka panjang yang besar, terutama karena biaya dan harga pompa. Bahkan sulit untuk menggunakan variable aliran air dikarenakan semprotan air yang berpengaruh.

Selain Induced draft dengan aliran counterflow, ada juga induced draft dengan aliran melintang. Cara kerja cooling tower satu ini adalah dengan adanya air panas yang masuk melalui puncak menara lewat bahan pengisi. Udara kemudian masuk dari samping melewati filler, dan terjadi kontak langsung dengan air hingga keluar melalui puncak.

Cara Kerja Cooling Tower

Berikut adalah prinsip atau cara kerja cooling tower, yaitu:

  • Pertama dengan dipompanya air panas yang berasa dari kondensor ke cooling tower lewat sistem pemipaan yang di ujungnya terdapat banyak nozzle dalam tahap semburan atau sprayin.
  • Air panas yang telah keluar dari spray atau nozzle akan mendapatkan kontak secara langsung dengan udara bergerak yang ada di sekitar secara paksa karena adanya pengaruh kipas atau fan yang dipasang di dalam cooling tower.
  • Kemudian, air yang telah mengalami penurunan suhu akan ditampung di dalam basin atau bak yang kemudian dipompa lagi ke kondensor yang ada di dalam chiller.
  • Dalam cooling tower juga terpasang katup make up water dan dihubungkan ke sumber air yang terdekat agar bisa menambah kapasitas air jika nantinya terjadi kehilangan air saat proses evaporasi dan blowdown.
  • Prestasi yang dimiliki oleh cooling tower biasanya disebutkan dalam “approach” dan “range”, yang mana approach adalah selisih antara suhu air yang keluar dengan suhu udara wet-bulb. Sedangkan range adalah penurunan suhu air saat melewati cooling tower.
  • Perpindahan panas yang terdapat di dalam cooling tower berlangsung dari air menuju ke udara yang tidak jenuh. Terdapat dua hal yang menyebabkan terjadinya perpindahan kalor, yaitu perbedaan tekanan parsial antara udara dan air dan perbedaan suhu. Suhu pengembunan yang begitu rendah di dalam cooling tower bisa membuat sistem jadi lebih hemat energi jika digunakan dalam sistem refrigerasi untuk skala besar seperti pada chiller.

Berbagai Bagian Cooling Tower

Bagian atau komponen dari cooling tower terdiri dari rangka dan wadah, bahan pengisi, kolam air dingin, eliminator aliran, saluran udara masuk, louvers, nosel dan kipas/fan.

  1. Rangka dan wadah

Hampir semua tower memiliki rangka dengan struktur yang menunjang wadah/casing, motor, kipas, dan komponen lain.

  1. Bahan Pengisi

Bahan pengisi biasanya terbuat dari plastik atau kayu dan memfasilitasi perpindahan panas secara memaksimalkan kontak air dan udara.

  1. Kolam air dingin

Kolam ini terdapat di atau dekat bawah tower, dan menerima air dingin yang mengalir lewat menara dan bahan pengisi. Biasanya terdapat lubang sebagai pengeluaran. Desain yang digunakan untuk kolam air dingin sangat beragam, teragantung jenis cooling tower.

  1. Eliminator aliran

Komponen ini menangkap tetasan air yang terjebak di dalam aliran udara agar tidak hilang ke atmosfer.

  1. Saluran udara masuk

Saluran yang merupakan titik masuk udara ke tower. Tempatnya bisa ada di setiap sisi tower atau bagian bawah.

  1. Louvers

Tower dengan aliran silang biasanya memiliki louvers. Kegunaannya adalah menyamakan aliran udara dan menahan air.

  1. Nosel

Alat ini berguna sebagai penyemprot air agar membasahi bahan pengisi.

  1. Kipas

Kegunaannya tentu untuk mengalirkan udara di dalam tower.

Itulah sedikit mengenai cara kerja cooling tower. Semoga bermanfaat.